Construire la pile à hydrogène la plus durable au monde

HKUST développe la pile à hydrogène la plus durable au monde

(À gauche) Le nouveau catalyseur hybride maintient l’activité catalytique du platine à 97 % après 100 000 cycles de test de résistance accéléré ; (À droite) Le nouvel électrocatalyseur contient du platine atomiquement dispersé, des atomes simples de fer et des nanoparticules de platine-fer. 1 crédit

Des chercheurs de l’Université des sciences et technologies de Hong Kong (HKUST) ont mis au point une nouvelle pile à combustible à hydrogène qui est non seulement la plus durable au monde à ce jour, mais aussi la plus rentable, ouvrant la voie à une application plus large de l’énergie verte dans le quête d’un monde neutre en carbone.

Les piles à combustible à hydrogène sont une option d’énergie propre prometteuse car elles génèrent de l’énergie en convertissant l’hydrogène et l’oxygène en électricité, sans aucune émission de dioxyde de carbone, de particules et d’autres polluants atmosphériques pouvant causer du smog et d’autres problèmes de santé. Malgré leurs avantages environnementaux et leurs années de développement, les piles à combustible à hydrogène ne sont pas encore largement commercialisées. Leur production d’énergie dépend fortement d’un électrocatalyseur, composé en grande partie de platine, un métal rare et coûteux.

Les scientifiques se sont efforcés de développer des alternatives en remplaçant le platine par des matériaux plus courants et peu coûteux comme le fer-azote-carbone, mais ces matériaux se sont avérés inefficaces pour la production d’électricité ou ont une faible durabilité.

Maintenant, une équipe de recherche dirigée par le professeur Shao Minhua du département de génie chimique et biologique de HKUST a trouvé une nouvelle formule qui non seulement pourrait réduire la proportion de platine utilisée de 80%, mais également établir un record en termes de niveau de durabilité de la cellule.

Bien qu’il contienne peu de platine, le nouveau catalyseur hybride développé par l’équipe a réussi à maintenir l’activité catalytique du platine à 97 % après 100 000 cycles de tests de résistance accélérés, par rapport au catalyseur actuel qui voit normalement une baisse de plus de 50 % de ses performances après 30 000 cycles. . Dans un autre test, la nouvelle pile à combustible n’a montré aucune baisse de performance après 200 heures de fonctionnement.

L’une des raisons de ces performances exceptionnelles était le fait que le nouveau catalyseur possède trois sites actifs différents pour la réaction, au lieu d’un seul dans les catalyseurs actuels. Utilisant une formule contenant du platine atomiquement dispersé, des atomes de fer simples et des nanoparticules de platine-fer, le nouveau mélange accélère la vitesse de réaction et atteint une activité catalytique 3,7 fois supérieure à celle du platine lui-même. Théoriquement, plus l’activité catalytique est élevée, plus la puissance délivrée est importante.

Le professeur Shao, également directeur de l’Institut de l’énergie HKUST, a déclaré qu'”une pile à combustible à hydrogène est un dispositif de conversion d’énergie essentiel à notre aspiration à parvenir à un monde neutre en carbone. Il est nécessaire d’étendre son utilisation dans le cadre de notre lutte contre le changement climatique”. Nous sommes ravis de voir les résultats de nos recherches nous rapprocher de cet objectif. Grâce au Green Tech Fund du gouvernement, nous chercherons à affiner davantage le catalyseur et à le rendre compatible avec les véhicules à pile à combustible et d’autres dispositifs électrochimiques.

Les résultats de la recherche ont été publiés dans Catalyse naturelle.


Une pile à combustible à hydrogène moins chère pourrait signifier de meilleures options d’énergie verte


Plus d’information:
Fei Xiao et al, sites Pt et Fe dispersés atomiquement et nanoparticules Pt – Fe pour des piles à combustible à membrane échangeuse de protons durables, Catalyse naturelle (2022). DOI : 10.1038/s41929-022-00796-1

Fourni par l’Université des sciences et technologies de Hong Kong

Citation: Construire la pile à combustible à hydrogène la plus durable au monde (1er juillet 2022) récupéré le 1er juillet 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-07-world-durable-hydrogen-fuel-cell.html

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